INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO

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1 INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO

2 INTEGRAÇÃO E REGULAÇÃO HORMONAL DO METABOLISMO 1) MECANISMOS DE REGULAÇÃO METABÓLICA 2) ESPECIALIZAÇÃO DOS ÓRGÃOS Cérebro, Músculos, Tecido Adiposo e Fígado 3) ROTAS METABÓLICAS INTERORGÂNICAS O Ciclo de Cori O Ciclo da Glicose-Alanina 4) MECANISMOS DE AÇÃO HORMONAL O Sistema de Sinalização Hormonal Regulação Hormonal do Metabolismo Energético: Efeitos da Insulina e do Glucagon 5) METABOLISMO EM DIFERENTES CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS Estado absortivo Jejum

3 1) Mecanismos de Regulação Metabólica Anabolismo e Catabolismo são coordenados com precisão: 1 Ativação e inibição alostérica - reações limitantes da velocidade 2 Modificação covalente de enzimas - ex: adição ou remoção de grupos fosfatos 3 Níveis enzimáticos - quantidade controlada 4 Compartimentalização - destino das moléculas depende de estarem no citosol ou mitocôndria

4 1. Exemplos de Enzimas Reguladas por Metabólitos Regulação Alostérica

5 *Inibição por feedback.

6 2. Modificação Covalente de Enzimas

7 2.1 Exemplos de Enzimas Reguladas por Modificação Covalente (Fosforilação Fosforilação) Principio Geral: enzimas que mobilizam estoques de energia, são ativas no estado fosforilado e enzimas que aumentam as biomoléculas estocadas são inibidas no estado fosforilado

8 3. Regulação por mudanças na quantidade de enzima A quantidade de enzimas é controlada por influência nas velocidades de síntese e de degradação. A regulação da quantidade de enzima é geralmente um processo muito lento. Síntese [E] Degradação Um exemplo do controle da velocidade de degradação está no controle do ciclo da uréia. *Uma alta ingestão de proteína aumenta a quantidade de enzimas do ciclo da uréia, enquanto que uma baixa ingestão de proteína diminui a quantidade de enzimas.

9 4. Compartimentalização

10 2) Especialização metabólica dos órgãos

11 As fontes de energia no cérebro variam com o estado nutricional. * *Durante o jejum prolongado o cérebro usa os corpos cetônicos como combustível.

12 Fontes de energia para a contração muscular. * * *Principais combustíveis no músculo em repouso.

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14 Principais vias metabólicas no tecido adiposo.

15 Vias metabólicas da glicose no fígado.

16 Metabolismo dos aminoácidos no fígado.

17 Metabolismo dos ácidos graxos no fígado.

18 3) Rotas metabólicas interorgânicas Ciclo de Cori: cooperação metabólica entre o músculo esquelético e o fígado.

19 O ciclo da glicose-alanina: - A alanina funciona como um transportador da amônia e do esqueleto carbônico do piruvato desde o músculo até o fígado. A amônia é excretada, e o piruvato é empregado na produção de glicose, a qual pode retornar ao músculo.

20 4) Mecanismos de ação hormonal O termo hormônio refere-se a qualquer substância num organismo que carregue um sinal, gerando algum tipo de alteração a nível celular.

21 4) Mecanismos de ação hormonal Inúmeras funções são moduladas pelas ações combinadas dos hormônios: - regulação da produção metabólica de energia a partir dos nutrientes ingeridos; - adaptação a condições de estresse ou estímulos ambientais nocivos; - regulação do crescimento e maturação; - regulação da função reprodutiva; - regulação do volume de líquido extracelular; - controle do metabolismo do cálcio e do fosfato e desenvolvimento ósseo e - modulação das funções digestivas.

22 HORMÔNIOS CLASSIFICAÇÃO Com relação à sua natureza química, os hormônios podem ser divididos em três classes: - A primeira compreende hormônios derivados do aminoácido tirosina; Sendo: Catecolaminas: noradrenalina, adrenalina e dopamina Hormônios da tireóide (T3 e T4): derivam da combinação de dois resíduos de tirosina contendo iodo. - A segunda classe é composta pelos hormônios peptídicos; - A terceira classe compreende os hormônios esteróides derivados do colesterol.

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25 Exemplos de hormônios peptídicos:

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27 4) Mecanismos de ação hormonal Os vários tipos de hormônios exercem suas atividades de maneiras diferentes: - Algumas classes de hormônios entram nas células e são transportados para o núcleo, promovendo transcrição de RNA. - Outros se ligam a receptores de superfície de membranas e promovem a ativação de segundos mensageiros.

28 Hormônios peptídicos ou protéicos ligam-se ao receptor presente na membrana plasmática; agem através do receptor sem entrar na célula. Hormônios esteróides ou da tireóide entram na célula; o complexo hormônio-receptor age no núcleo. Segundo Mensageiro (p.ex. AMPc) Alteração da transcrição de genes específicos Alteração da atividade de enzimas préexistentes Alteração da quantidade de novas proteínas sintetizadas

29 As fases do Metabolismo Energético: fase anabólica e catabólica café da manhã almoço lanche da tarde jantar sono noturno fase catabólica fase anabólica

30 Regulação Hormonal do Metabolismo Energético Supra-renais ou adrenais Pâncreas CORTISOL ADRE ALI A fase catabólica fase anabólica GLUCAGO I SULI A

31 EFEITOS METABÓLICOS DA I SULI A E DO GLUCAGO

32 Efeitos fisiológicos da queda da glicose sanguínea no homem. Nível normal Sinais neurológicos sutis; fome Liberação do glucagon; epinefrina Letargia Convulsôes, coma Lesão cerebral permanente (se prolongado) Morte

33 Regulação dos níveis de glicose sanguínea pela Insulina e Glucagon veja apresentação completa em ppt em:

34 Regulação da glicose sanguínea pela insulina e glucagon.

35 A FASE A ABÓLICA alimentação GIP (*) glicose sangüínea Pâncreas I SULI A (*) GIP: Peptídeo insulinotrópico glicose-dependente ou pept. inibidor gástrico (hormônio intestinal)

36 I SULI A Hormônio polipeptídico (51 aas) produzido pelas células β das Ilhotas de Langerhans (pâncreas) * seus efeitos metabólicos são anabólicos, favorecendo a síntese de glicogênio, TAGs e proteínas

37 Regulação da Secreção de Insulina 1) Estímulos da Secreção de Insulina a) Glicose Ingestão de glicose secreção de insulina b) Aminoácidos Ingestão de proteínas secreção de insulina c) Hormônios Gastrintestinais secretina e outros secreção de insulina

38 Regulação da Secreção de Insulina 2) Inibição da Secreção de Insulina Escassez de combustíveis da dieta e durante períodos de trauma (Epinefrina inibe a liberação normal da insulina estimulada pela glicose)

39 Efeitos Metabólicos da Insulina Efeitos sobre o metabolismo de carboidratos: fígado, músculo e tecido adiposo Fígado : produção de glicose pois gliconeogênese e a degradação do glicogênio Músculo e Fígado : asíntese de glicogênio Músculo e Tec. Adiposo : a captação de glicose por aumentar o número de transportadores na membrana celular Efeitos sobre o metabolismo dos lipídios: a) No tecido adiposo: diminuição na degradação de TAG (inibição da lipase sensível a hormônio) b) Aumento na síntese de TAG Efeitos sobre a síntese de proteínas: estimula a entrada de aas nas células e a síntese de proteínas na maioria dos tecidos

40 Efeitos Metabólicos da Insulina * graxos

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42 A FASE CATABÓLICA Sono, exercício físico, estresse, etc... Supra-renais Jejum glicose sangüínea Pâncreas GLUCAGO

43 GLUCAGON Hormônio peptídico (29 aas em uma única cadeia peptídica) secretado pelas célulasαdas Ilhotas de Langerhans. * Age especialmente para manter a glicemia por meio da ativação da glicogenólise e gliconeogênese hepática.

44 1) Estímulo da Secreção de Glucagon a) Glicemia baixa * durante o jejum noturno ou prolongado, os níveis elevados de glucagon previnem a hipoglicemia b) Aminoácidos * o glucagon impede a hipoglicemia que ocorreria como resultado da secreção aumentada de insulina após a refeição protéica c) Epinefrina * situação de estresse, trauma ou exercício severo

45 2) Inibição da Secreção de Glucagon a secreção de glucagon é reduzida por uma glicemia elevada e pela insulina (Ex: após a ingestão de glicose ou uma refeição rica em CH)

46 Efeitos Metabólicos do Glucagon 1) Efeitos sobre o metabolismo dos CH: a degradação hepática do glicogênio e agliconeogênese 2) Efeitos sobre o metabolismo dos lipídios: a oxidação hepática dos ácidos graxos e a formação de corpos cetônicos e também a lipólise no tec. adiposo (estimula a lipase sensível a hormônio) 3) Efeitos sobre o metabolismo das proteínas: a captação de aas pelo fígado disponibilidade de esqueletos de C p/ a gliconeogênese níveis plasmáticos dos aas

47 Efeitos do Glucagon no Metabolismo de Lipídios

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49 5) METABOLISMO EM DIFERENTES CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS METABOLISMO O ESTADO ABSORTIVO METABOLISMO O JEJUM DE 8 HORAS METABOLISMO O JEJUM PROLO GADO

50 ATP ATP ATP ATP

51 ATP ATP ATP ATP

52 ATP ATP ATP ATP ATP